水切割机床大件智能设计系统的研究与开发

摘要

横梁立柱结构是确保水切割机床精度的重要大件，因此本文以南京大地水刀股份有限公司提供的三种典型机床的横梁立柱结构为研究对象，通过对大件结构特征的剖析采用ANSYS二次开发技术进行结构分析与优化设计；结合智能设计理论，深入研究了实例推理技术（Case-Based Reasoning，CBR），开发了水切割机床大件智能设计系统，具有一定的推广价值。本文具体研究内容如下： 1.利用Visual C#.NET设计友好的人机交互界面，以向导的形式实现设计参数的输入和分析优化结果的输出。一一对应的输入输出信息形成一个实例存储在MySQL数据库中。对各功能模块单独进行程序设计，通过数据库实现模块间的参数传递和有机结合。 2.根据大件结构特征提取设计参数，将用户输入的参数转化成APDL（ANSYS Parametric Design Language，ANSYS参数化设计语言）命令流（即参数定义），整合预先编辑好的APDL分析文件（包括参数建模、分析、求解、后处理），一键调用ANSYS进行结构分析，提取用户关心的分析结果。 3.优化设计是一个不断迭代的过程，编写优化控制文件实现单目标优化，优化目标设为质量、强度、静刚度或动刚度，设计变量设为横梁长、宽、高、壁厚，系统在变量变化范围内进行30次参数重定义和循环分析，在满足给定约束条件下得出最优设计。 4.实例检索采用模板检索法和最近邻法相结合的算法,通过模板检索法排除无效实例，初筛出实例候选集，再使用最近邻法对候选集里的实例进行相似度匹配，挑选出最相似实例，经修正重用后加入实例库。

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